opengl 学习(二)-----你好，三角形

你好，三角形

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opengl c++

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#include "glad/glad.h"
#include "glfw3.h"
#include <iostream>
#include <cmath>
#include <vector>

using namespace std;

/**
* 在学习此节之前，建议将这三个单词先记下来：
- 顶点数组对象：Vertex Array Object，VAO
- 顶点缓冲对象：Vertex Buffer Object，VBO
- 元素缓冲对象：Element Buffer Object，EBO 或 索引缓冲对象 Index Buffer Object，IBO
*/

/**
* 在OpenGL中，任何事物都在3D空间中，而屏幕和窗口却是2D像素数组，
这导致OpenGL的大部分工作都是关于把3D坐标转变为适应你屏幕的2D像素。
3D坐标转为2D坐标的处理过程是
由OpenGL的图形渲染管线（Graphics Pipeline，大多译为管线，
实际上指的是一堆原始图形数据途经一个输送管道，
期间经过各种变化处理最终出现在屏幕的过程）管理的。
图形渲染管线可以被划分为两个主要部分：
第一部分把你的3D坐标转换为2D坐标，
第二部分是把2D坐标转变为实际的有颜色的像素。
这个教程里，我们会简单地讨论一下图形渲染管线，以及如何利用它创建一些漂亮的像素。
*/

/**
* 当今大多数显卡都有成千上万的小处理核心，
它们在GPU上为每一个（渲染管线）阶段运行各自的小程序，
从而在图形渲染管线中快速处理你的数据。这些小程序叫做着色器(Shader)。
*/

/**
* 首先，我们以数组的形式传递3个3D坐标作为图形渲染管线的输入，
用来表示一个三角形，这个数组叫做顶点数据(Vertex Data)；
顶点数据是一系列顶点的集合。
一个顶点(Vertex)是一个3D坐标的数据的集合。
而顶点数据是用顶点属性(Vertex Attribute)表示的，
它可以包含任何我们想用的数据，
但是简单起见，
我们还是假定
每个顶点只由一个3D位置 和一些颜色值组成的吧。
*/

/**
* 顶点着色器->图元装配->几何着色器->光栅化阶段->裁切
* OpenGL中的一个片段是OpenGL渲染一个像素所需的所有数据。
*/

/**
* 片段着色器的主要目的是计算一个像素的最终颜色，这也是所有OpenGL高级效果产生的地方。
在现代OpenGL中，
我们必须定义至少一个顶点着色器
和
一个片段着色器（因为GPU中没有默认的顶点/片段着色器）。
出于这个原因，刚开始学习现代OpenGL的时候可能会非常困难，
因为在你能够渲染自己的第一个三角形之前已经需要了解一大堆知识了。
在本节结束你最终渲染出你的三角形的时候，
你也会了解到非常多的图形编程知识。
*/

/**
* 开始绘制图形之前，我们需要先给OpenGL输入一些顶点数据。
OpenGL是一个3D图形库，
所以在OpenGL中我们指定的所有坐标都是3D坐标（x、y和z）。
OpenGL不是简单地把所有的3D坐标变换为屏幕上的2D像素；
OpenGL仅当3D坐标在3个轴（x、y和z）上-1.0到1.0的范围内时才处理它。
所有在这个范围内的坐标叫做标准化设备坐标(Normalized Device Coordinates)，
此范围内的坐标最终显示在屏幕上（在这个范围以外的坐标则不会显示）。
由于我们希望渲染一个三角形，
我们一共要指定三个顶点，
每个顶点都有一个3D位置。
我们会将它们以标准化设备坐标的形式（OpenGL的可见区域）定义为一个float数组。
*/

const char* vertexShaderSource = "#version 330 core\n"
"layout (location = 0) in vec3 aPos;\n"
"void main()\n"
"{\n"
"   gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);\n"
"}\0";

const char* fragmentShaderSource = "#version 330 core\n"
"out vec4 FragColor;\n"
"void main()\n"
"{\n"
"   FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);\n"
"}\n\0";

// process all input: query GLFW whether relevant keys are pressed/released this frame and react accordingly
// ---------------------------------------------------------------------------------------------------------
void processInput(GLFWwindow* window)
{
    if (glfwGetKey(window, GLFW_KEY_ESCAPE) == GLFW_PRESS)
        glfwSetWindowShouldClose(window, true);
}

// glfw: whenever the window size changed (by OS or user resize) this callback function executes
// ---------------------------------------------------------------------------------------------
void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
{
    // make sure the viewport matches the new window dimensions; note that width and 
    // height will be significantly larger than specified on retina displays.
    glViewport(0, 0, width, height);
}

int main()
{

    glfwInit();
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);


    GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "LearnOpenGL", NULL, NULL);
    if (window == NULL)
    {
        std::cout << "Failed to create GLFW window" << std::endl;
        glfwTerminate();
        return -1;
    }
    glfwMakeContextCurrent(window);
    glfwSetFramebufferSizeCallback(window, framebuffer_size_callback);


    if (!gladLoadGLLoader((GLADloadproc)glfwGetProcAddress))
    {
        std::cout << "Failed to initialize GLAD" << std::endl;
        return -1;
    }

    unsigned int vertexShader = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
    glShaderSource(vertexShader, 1, &vertexShaderSource, NULL);
    glCompileShader(vertexShader);

    int success;
    char infoLog[512];
    glGetShaderiv(vertexShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
    if (!success)
    {
        glGetShaderInfoLog(vertexShader, 512, NULL, infoLog);
        std::cout << "ERROR::SHADER::VERTEX::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
    }
    // fragment shader
    unsigned int fragmentShader = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
    glShaderSource(fragmentShader, 1, &fragmentShaderSource, NULL);
    glCompileShader(fragmentShader);
    // check for shader compile errors
    glGetShaderiv(fragmentShader, GL_COMPILE_STATUS, &success);
    if (!success)
    {
        glGetShaderInfoLog(fragmentShader, 512, NULL, infoLog);
        std::cout << "ERROR::SHADER::FRAGMENT::COMPILATION_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
    }
    // link shaders
    unsigned int shaderProgram = glCreateProgram();
    glAttachShader(shaderProgram, vertexShader);
    glAttachShader(shaderProgram, fragmentShader);
    glLinkProgram(shaderProgram);
    // check for linking errors
    glGetProgramiv(shaderProgram, GL_LINK_STATUS, &success);
    if (!success) {
        glGetProgramInfoLog(shaderProgram, 512, NULL, infoLog);
        std::cout << "ERROR::SHADER::PROGRAM::LINKING_FAILED\n" << infoLog << std::endl;
    }
    glDeleteShader(vertexShader);
    glDeleteShader(fragmentShader);

    float vertices[] = {
    -0.5f, -0.5f, 0.0f,
     0.5f, -0.5f, 0.0f,
     0.0f,  0.5f, 0.0f
    };

    unsigned int VBO, VAO;
    glGenVertexArrays(1, &VAO);
    glGenBuffers(1, &VBO);
    // bind the Vertex Array Object first, then bind and set vertex buffer(s), and then configure vertex attributes(s).
    glBindVertexArray(VAO);

    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
    glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);

    glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 3 * sizeof(float), (void*)0);
    glEnableVertexAttribArray(0);

    // note that this is allowed, the call to glVertexAttribPointer registered VBO as the vertex attribute's bound vertex buffer object so afterwards we can safely unbind
    glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, 0);

    // You can unbind the VAO afterwards so other VAO calls won't accidentally modify this VAO, but this rarely happens. Modifying other
    // VAOs requires a call to glBindVertexArray anyways so we generally don't unbind VAOs (nor VBOs) when it's not directly necessary.
    glBindVertexArray(0);


    // uncomment this call to draw in wireframe polygons.
    //glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);

    // render loop
    // -----------
    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        // input
        // -----
        processInput(window);

        // render
        // ------
        glClearColor(0.2f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

        // draw our first triangle
        glUseProgram(shaderProgram);
        glBindVertexArray(VAO); // seeing as we only have a single VAO there's no need to bind it every time, but we'll do so to keep things a bit more organized
        glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);
        // glBindVertexArray(0); // no need to unbind it every time 

        // glfw: swap buffers and poll IO events (keys pressed/released, mouse moved etc.)
        // -------------------------------------------------------------------------------
        glfwSwapBuffers(window);
        glfwPollEvents();
    }

    // optional: de-allocate all resources once they've outlived their purpose:
    // ------------------------------------------------------------------------
    glDeleteVertexArrays(1, &VAO);
    glDeleteBuffers(1, &VBO);
    glDeleteProgram(shaderProgram);

    // glfw: terminate, clearing all previously allocated GLFW resources.
    // ------------------------------------------------------------------
    glfwTerminate();


    return 0;
}